Derek解读Bytom源码-创世区块

摘要：作者简介地址地址本章介绍解读源码分析创世区块作者使用操作系统，其他平台也大同小异创世区块介绍区块链里的第一个区块创被称为创世区块。在比原链中创世区块被硬编码到中，每一个比原节点都始于同一个创世区块，这能确保创世区块不会被改变。

作者：Derek

Github地址：https://github.com/Bytom/bytom

Gitee地址：https://gitee.com/BytomBlockc...

本章介绍Derek解读-Bytom源码分析-创世区块

作者使用MacOS操作系统，其他平台也大同小异
Golang Version: 1.8

区块链里的第一个区块创被称为创世区块。它是区块链里面所有区块的共同祖先。

在比原链中创世区块被硬编码到bytomd中，每一个比原节点都始于同一个创世区块，这能确保创世区块不会被改变。每个节点都把创世区块作为区块链的首区块，从而构建了一个安全的、可信的区块链。

./bytomcli get-block 0
{
  "bits": 2161727821137910500,
  "difficulty": "15154807",
  "hash": "a75483474799ea1aa6bb910a1a5025b4372bf20bef20f246a2c2dc5e12e8a053",
  "height": 0,
  "nonce": 9253507043297,
  "previous_block_hash": "0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  "size": 546,
  "timestamp": 1524549600,
  "transaction_merkle_root": "58e45ceb675a0b3d7ad3ab9d4288048789de8194e9766b26d8f42fdb624d4390",
  "transaction_status_hash": "c9c377e5192668bc0a367e4a4764f11e7c725ecced1d7b6a492974fab1b6d5bc",
  "transactions": [
    {
      "id": "158d7d7c6a8d2464725d508fafca76f0838d998eacaacb42ccc58cfb0c155352",
      "inputs": [
        {
          "amount": 0,
          "arbitrary": "496e666f726d6174696f6e20697320706f7765722e202d2d204a616e2f31312f323031332e20436f6d707574696e6720697320706f7765722e202d2d204170722f32342f323031382e",
          "asset_definition": {},
          "asset_id": "0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
          "type": "coinbase"
        }
      ],
      "outputs": [
        {
          "address": "bm1q3jwsv0lhfmndnlag3kp6avpcq6pkd3xy8e5r88",
          "amount": 140700041250000000,
          "asset_definition": {},
          "asset_id": "ffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff",
          "control_program": "00148c9d063ff74ee6d9ffa88d83aeb038068366c4c4",
          "id": "e3325bf07c4385af4b60ad6ecc682ee0773f9b96e1cfbbae9f0f12b86b5f1093",
          "position": 0,
          "type": "control"
        }
      ],
      "size": 151,
      "status_fail": false,
      "time_range": 0,
      "version": 1
    }
  ],
  "version": 1
}

使用bytomcli客户端查询高度为0的区块信息。我们可以看到以上输出结果。

bits: 目标值,挖矿时计算的hash之后要小于等于的目标值则新块构建成功

difficulty: 难度值，矿工找到下一个有效区块的难度。该参数并不存储在区块链上，是由bits计算得出

hash: 当前区块hash

height: 当前区块高度

nonce: 随机数，挖矿时反复使用不同的nonce来生成不同哈希值

previous_block_hash: 当前区块的父区块hash值

size: 当前区块的字节数

timestamp: 出块时间

transaction_merkle_root: 创世区块的merkle树根节点

transactions: 当前块中的utxo交易

由于创世区块是第一个块，创世区块的父区块，也就是previous_block_hash参数，默认情况下为0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

时间戳timestamp为1524549600，时间为2018-04-24 14:00:00也就是比原链上主网的时间。

protocol/protocol.go

func NewChain(store Store, txPool *TxPool) (*Chain, error) {
    // ...
    storeStatus := store.GetStoreStatus()
    if storeStatus == nil {
        if err := c.initChainStatus(); err != nil {
            return nil, err
        }
        storeStatus = store.GetStoreStatus()
    }
    // ...
}

当我们第一次启动比原链节点时，store.GetStoreStatus会从db中获取存储状态，获取存储状态的过程是从LevelDB中查询key为blockStore的数据，如果查询出错则认为是第一次运行比原链节点，那么就需要初始化比原主链。

protocol/protocol.go

func (c *Chain) initChainStatus() error {
    genesisBlock := config.GenesisBlock()
    txStatus := bc.NewTransactionStatus()
    for i := range genesisBlock.Transactions {
        txStatus.SetStatus(i, false)
    }

    if err := c.store.SaveBlock(genesisBlock, txStatus); err != nil {
        return err
    }

    utxoView := state.NewUtxoViewpoint()
    bcBlock := types.MapBlock(genesisBlock)
    if err := utxoView.ApplyBlock(bcBlock, txStatus); err != nil {
        return err
    }

    node, err := state.NewBlockNode(&genesisBlock.BlockHeader, nil)
    if err != nil {
        return err
    }
    return c.store.SaveChainStatus(node, utxoView)
}

初始化主链有几步操作：

config.GenesisBlock()获取创世区块

设置创世区块中所有交易状态

存储创世区块到LevelDB

state.NewUtxoViewpoint()用于临时小部分utxo状态存储集合

实例化BlockNode，BlockNode用于选择最佳链作为主链

保存最新主链状态

config/genesis.go

func genesisTx() *types.Tx {
    contract, err := hex.DecodeString("00148c9d063ff74ee6d9ffa88d83aeb038068366c4c4")
    if err != nil {
        log.Panicf("fail on decode genesis tx output control program")
    }

    txData := types.TxData{
        Version: 1,
        Inputs: []*types.TxInput{
            types.NewCoinbaseInput([]byte("Information is power. -- Jan/11/2013. Computing is power. -- Apr/24/2018.")),
        },
        Outputs: []*types.TxOutput{
            types.NewTxOutput(*consensus.BTMAssetID, consensus.InitialBlockSubsidy, contract),
        },
    }
    return types.NewTx(txData)
}

func mainNetGenesisBlock() *types.Block {
    tx := genesisTx()
    txStatus := bc.NewTransactionStatus()
    txStatus.SetStatus(0, false)
    txStatusHash, err := bc.TxStatusMerkleRoot(txStatus.VerifyStatus)
    if err != nil {
        log.Panicf("fail on calc genesis tx status merkle root")
    }

    merkleRoot, err := bc.TxMerkleRoot([]*bc.Tx{tx.Tx})
    if err != nil {
        log.Panicf("fail on calc genesis tx merkel root")
    }

    block := &types.Block{
        BlockHeader: types.BlockHeader{
            Version:   1,
            Height:    0,
            Nonce:     9253507043297,
            Timestamp: 1524549600,
            Bits:      2161727821137910632,
            BlockCommitment: types.BlockCommitment{
                TransactionsMerkleRoot: merkleRoot,
                TransactionStatusHash:  txStatusHash,
            },
        },
        Transactions: []*types.Tx{tx},
    }
    return block
}

mainNetGenesisBlock主要有如下操作：

生成创世区块中的交易，默认就一笔交易

设置块中的交易状态为false

将创世区块设置为merkle树的根节点

实例化Block块并返回

genesisTx函数生成创世区块中的交易，默认就一笔交易，一笔交易中包含input输入和output输出。

input输入：
输入中有一句话"Information is power. -- Jan/11/2013. Computing is power. -- Apr/24/2018."这是为了纪念Aaron Swartz的精神

output输出：
输出中我们看到consensus.InitialBlockSubsidy创世区块的奖励。总共140700041250000000/1e8 = 1407000412。也就是14亿个BTM币。

引用比原链创始人长铗的话：

4月24号，我们主网上线，信息即权力，2013年Jaruary11；计算即权力，2018年April24。这句话是为了纪念Aaron Swartz的精神，信息即权力可以视为互联网宣言，致力于信息自由传播，让公民隐私得到保护。计算即权力，致力于让资产自由的交易，自由的流动，让公民的财富得到保护，我觉得这是非常好的纪念。